美研究人員發(fā)現(xiàn)厭氧真菌可降解木質(zhì)素

2023-03-17 16:23 新華網(wǎng) 責(zé)任編輯：陳曦

新華社北京3月17日電美國研究人員發(fā)現(xiàn),食草動物胃里的一類厭氧真菌能降解植物最堅硬的成分——木質(zhì)素。這一發(fā)現(xiàn)將有助于開發(fā)用木質(zhì)素生產(chǎn)生物燃料或精細(xì)化學(xué)品的新方法。相關(guān)論文日前發(fā)表在英國《自然·微生物學(xué)》雜志上。

美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員說,此前關(guān)于生物降解木質(zhì)素的研究集中于需氧反應(yīng),例如來自白蟻共生真菌的某些酶能在有氧環(huán)境中降解木質(zhì)素。他們通過實驗首次證明,厭氧真菌新麗鞭毛菌門的兩個菌種能夠降解木質(zhì)素,而且效率比白蟻共生真菌更高。

新麗鞭毛菌門的真菌是食草動物消化道微生物群的重要成員。研究人員采用了其中兩個菌種,分別放置在未經(jīng)化學(xué)處理的柳枝稷、高粱和楊樹木質(zhì)纖維素培養(yǎng)基中,這三種植物代表了自然界中木質(zhì)素的三個主要來源:草葉、秸稈和木材。

通過測量真菌在不同培養(yǎng)基中的活性,以及培養(yǎng)前后木質(zhì)纖維素混合物的成分變化,研究人員確認(rèn)這兩種真菌能在無氧環(huán)境中降解木質(zhì)素,包括木材里的木質(zhì)素。光譜分析也證實,木質(zhì)素分子的一些化學(xué)鍵被破壞了。

植物主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,統(tǒng)稱木質(zhì)纖維素。其中木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)最為堅固,正是它讓木材質(zhì)地堅硬、不易腐蝕,但這一特性也讓木質(zhì)素難以在現(xiàn)代生物化學(xué)工業(yè)中得到應(yīng)用。

食草動物如牛羊的瘤胃里有著大量微生物,能在無氧環(huán)境中降解植物中的纖維素和半纖維素,但此前人們尚不確定這些微生物是否能降解木質(zhì)素。

該成果為木質(zhì)素的利用開辟了新的研究方向。木質(zhì)素在自然界中含量非常豐富,最高可占到草本植物干重的30%,有效的降解手段不僅能將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化成生物燃料,還能用于生產(chǎn)多種芳香族化合物。

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